CN116116922A - 一种筒形件推压成型装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种筒形件推压成型装置，包括凹形工作台，凹形工作台上部设置有滑轨，滑轨上滑动连接有卡盘组件，凹形工作台固定设置有外部齿条，卡盘组件与外部齿条传动连接；卡盘组件的一侧设置有成型模具组件，成型模具组件与凹形工作台固定连接；卡盘组件的另一侧固定设置有为卡盘组件提供动力的传动组件；成型模具组件内部可拆卸连接有待加工的圆筒形件坯料。本发明采用液压传动方式，通过卡盘体中卡爪在沿轴向推进管坯，同时在齿轮轴与卡盘内部齿轮和外部齿条的啮合关系下，卡爪沿径向收缩，卡爪端面始终保持与管坯端面均匀接触，使管坯穿过成型模具，在成型模具的挤压作用下，最终使坯料两端壁厚较厚的区域沿径向收缩达到内壁增厚的效果。
Description
技术领域
本发明涉及材料塑形成型技术领域，特别是涉及一种筒形件推压成型装置。
背景技术
现有筒形件成型方法常见有以下两种：
一种是冲压拉深，冲压拉深成型是通过上下设置的凸模和凹模的配合来控制板材流动。冲压拉深也要经过开料、成型、切边等基本工序，有些复杂的拉深产品更需要经过多道次成型，工序繁多。板料尺寸影响极大，压边法兰过小则容易导致起皱，压边法兰过大则进给困难导致开裂。凸模和凹模加工质量及加工磨损等因素导致的表面粗糙度、平行度和垂直度下降，拉伸筋的位置和形状不好等因素，都易在筒形件成型过程中导致产品不合格。
另一种是旋压加工，旋压加工是将待加工板材固定到旋转的芯模上，通过旋轮对待加工板材施加压力，旋轮同时做轴向进给，经过一次或多次加工，得到筒形件。数控旋压的成型和切削可在一台数控旋压机床上同时完成，但是旋压加工速度慢，生产率较低，比较适用于试制和小批量生产，并且，旋压加工一般适用于较厚板材。
但是上述两者方式均不能实现对内径统一而两端区域壁厚较厚，中间区域壁厚较薄的圆筒形件坯料进行推压成型。
本发明主要针对一种内径统一而两端区域壁厚较厚，中间区域壁厚较薄的圆筒形件坯料，通过推压成型工艺对其两端壁厚较厚区域进行挤压成型，得到一种整体外径统一，而两端壁厚较厚，中间壁厚较薄的圆筒形工件，管坯在推力作用下穿过成型模具，两端壁厚较厚区域沿径向收缩，推压装置在保证推进坯料的同时，需要与坯料端面始终保持接触。为满足上述要求，本发明提出一种筒形件推压成型装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种筒形件推压成型装置，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种筒形件推压成型装置，包括凹形工作台，所述凹形工作台上部设置有滑轨，所述滑轨上滑动连接有卡盘组件，所述凹形工作台上表面中部固定设置有外部齿条，所述卡盘组件与所述外部齿条传动连接；所述卡盘组件的一侧设置有成型模具组件，所述成型模具组件与所述凹形工作台固定连接；所述卡盘组件的另一侧固定设置有为所述卡盘组件提供动力的传动组件；所述成型模具组件内部可拆卸连接有待加工的圆筒形件坯料。
优选的，所述卡盘组件包括卡盘体、大锥齿轮、齿轮轴、卡盘端盖以及若干个卡爪；所述卡盘体为圆筒形件壳体，所述卡盘体外部两侧对称设有滑槽，所述卡盘体底部设有一圆形通孔，所述卡盘体端面中心设有圆柱形通槽，所述圆柱形通槽的四周绕轴线X1均匀设有若干个用于安装卡爪的导槽，每相邻两个所述导槽之间的夹角相同，若干个所述卡爪分别滑动安装于所述导槽内部；所述大锥齿轮安装于所述卡盘体内，所述大锥齿轮的背部设有阿基米德螺旋槽；每个卡爪背部设有与螺旋槽相适配的螺牙，所述阿基米德螺旋槽与所述螺牙滑动连接；所述齿轮轴的一端与所述大锥齿轮相啮合，所述齿轮轴的另一端与所述齿条相互啮合。
优选的，所述齿轮轴一端为小锥齿轮，所述齿轮轴另一端为直齿轮，所述齿轮轴转动安装在所述卡盘体圆形通孔内，所述齿轮轴一端小锥齿轮置于卡盘体内与大锥齿轮相啮合，所述齿轮轴另一端为直齿轮置于卡盘体外并与所述外部齿条相啮合。
优选的，所述卡盘端盖形似一伞状结构，四周设有第一螺纹孔，所述卡盘端盖顶端设有第二螺纹孔。
优选的，所述成型模具组件包括一对上下可拆卸连接的卡块，以及支撑所述卡块的支撑座，所述卡块中间设有圆孔，所述圆孔中心轴线为X2，所述圆孔一端设有一圆弧过渡面。
优选的，所述支撑卡盘体的滑轨有两条，两条所述滑轨平行放置于凹形工作台上表面两侧；两条所述滑轨的外轮廓与所述滑槽的内轮廓相适配；所述外部齿条固定安装于所述凹形工作台中部，所述外部齿条与所述齿轮轴一端所述直齿轮相啮合。
优选的，所述传动组件包括用于安装油缸的固定座和油缸；所述油缸活塞杆的一端设有螺纹，所述油缸活塞杆的端部与卡盘体端盖螺纹连接。
优选的，所述待加工的圆筒形件坯料可拆卸安装于所述成型模具组件的圆孔内。所述卡爪的端面与圆筒形件坯料的一端相抵触。
优选的，所述卡盘体导槽的长度大于卡爪的长度。
优选的，所述卡爪沿长度方向的表面为弧面，所述卡爪的弧面与成型模具组件中卡块的圆弧过渡段相吻合；所述卡盘体的轴线X1与成型模具组件通孔的轴线X2重合。
本发明公开了以下技术效果：本发明通过理论计算齿轮轴两端齿轮与大锥齿轮、外部齿条之间的啮合关系以及大锥齿轮背部螺旋槽与卡爪的啮合关系，卡盘体沿轴向推进管坯一端的同时，卡爪在径向得以收缩，卡爪端面始终保持与管坯端面均匀接触，使管坯一端受力均匀，在成型模具的挤压作用下，最终使管坯径向收缩达到内壁增厚的效果。本发明解决了管坯在由于推压成型时产生的径向收缩，导致管坯管部受力不均的问题，为后续生产提高生产效率，带来了巨大效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明圆筒形件坯料成型前后结构示意图；
图2为本发明整体三维示意图；
图3为本发明卡盘组件剖视图；
图4为本发明卡盘体三维图；
图5为本发明卡盘体正视图；
图6为本发明齿轮轴与卡盘体内外齿轮啮合传动结构示意图；
图7为本发明大锥齿轮正面示意图；
图8为本发明大锥齿轮反面示意图；
图9为本发明螺牙结构示意图；
图10为本发明齿轮轴示意图；
图11为本发明卡盘端盖示意图；
图12为本发明推压装置右侧视图；
图13为本发明成型模具三维示意图；
图14为本发明推压装置左侧视图；
图15为本发明推压装置传动组件示意图；
图16为本发明推压装置正视图。
其中：1、卡盘组件；1.1、卡盘体；1.1.1、滑槽；1.1.3、圆形通孔；1.1.4、圆柱形通槽；1.1.5、导槽；1.2、大锥齿轮；1.2.1、阿基米德螺旋槽；1.3、齿轮轴；1.3.1、小锥齿轮；1.3.2、直齿轮；1.4、卡盘端盖；1.4.1、第一螺纹孔；1.4.2、第二螺纹孔；1.5、卡爪；1.5.1、螺牙；2、外部齿条；3、成型模具组件；3.1、卡块；3.2、支撑座；4、滑轨；4.3、凹形工作台；5、传动组件；5.1、固定座；5.2、油缸；6、圆筒形件坯料。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参照图1-16，本发明提供一种筒形件推压成型装置，包括凹形工作台4.3，凹形工作台4.3上部设置有滑轨4，滑轨4上滑动连接有卡盘组件1，凹形工作台4.3上表面中部固定设置有外部齿条2，卡盘组件1与外部齿条2传动连接；卡盘组件1的一侧设置有成型模具组件，成型模具组件与凹形工作台4.3固定连接；卡盘组件1的另一侧固定设置有为卡盘组件1提供动力的传动组件5；成型模具组件内部可拆卸连接有待加工的圆筒形件坯料6。本发明采用液压传动方式，通过卡盘体1.1中卡爪1.5在沿轴向推进管坯，同时在齿轮轴1.3与卡盘内部齿轮和外部齿条2的啮合关系下，卡爪1.5沿径向收缩，卡爪1.5端面始终保持与管坯端面均匀接触，使管坯穿过成型模具，在成型模具的挤压作用下，最终使坯料两端壁厚较厚的区域沿径向收缩达到内壁增厚的效果。
卡盘组件1包括卡盘体1.1、大锥齿轮1.2、齿轮轴1.3、卡盘端盖1.4以及若干个卡爪1.5；卡盘体1.1为圆筒形件壳体，卡盘体1.1外部两侧对称设有滑槽1.1.1，卡盘体1.1底部设有一圆形通孔1.1.3，卡盘体1.1端面中心设有圆柱形通槽1.1.4，圆柱形通槽1.1.4的四周绕轴线X1均匀设有若干个用于安装卡爪1.5的导槽1.1.5，每相邻两个导槽1.1.5之间的夹角相同，若干个卡爪1.5分别滑动安装于导槽1.1.5内部；大锥齿轮1.2安装于卡盘体1.1内，大锥齿轮1.2的背部设有阿基米德螺旋槽1.2.1；每个卡爪1.5背部设有与螺旋槽相适配的螺牙1.5.1，阿基米德螺旋槽1.2.1与螺牙1.5.1滑动连接；齿轮轴1.3的一端与大锥齿轮1.2相啮合，齿轮轴1.3的另一端与齿条相互啮合。
齿轮轴1.3一端为小锥齿轮1.3.1，齿轮轴1.3另一端为直齿轮1.3.2，齿轮轴1.3转动安装在卡盘体1.1圆形通孔1.1.3内，齿轮轴1.3一端小锥齿轮1.3.1置于卡盘体1.1内与大锥齿轮1.2相啮合，齿轮轴1.3另一端为直齿轮1.3.2置于卡盘体1.1外并与外部齿条2相啮合。
卡盘端盖1.4形似一伞状结构，四周设有第一螺纹孔1.4.1，卡盘端盖1.4顶端设有第二螺纹孔1.4.2。
成型模具组件包括一对上下可拆卸连接的卡块3.1，以及支撑卡块3.1的支撑座3.2，卡块3.1中间设有圆孔，圆孔中心轴线为X2，圆孔一端设有一圆弧过渡面。
支撑卡盘体1.1的滑轨4有两条，两条滑轨4平行放置于凹形工作台4.3上表面两侧；两条滑轨4的外轮廓与滑槽1.1.1的内轮廓相适配；外部齿条2固定安装于凹形工作台4.3中部，外部齿条2与齿轮轴1.3一端直齿轮1.3.2相啮合。
传动组件5包括用于安装油缸5.2的固定座5.1和油缸5.2；油缸5.2活塞杆的一端设有螺纹，油缸5.2活塞杆的端部与卡盘体1.1端盖螺纹连接。
待加工的圆筒形件坯料6可拆卸安装于成型模具组件的圆孔内。卡爪1.5的端面与圆筒形件坯料6的一端相抵触。
卡盘体1.1导槽1.1.5的长度大于卡爪1.5的长度。
卡爪1.5沿长度方向的表面为弧面，卡爪1.5的弧面与成型模具组件中卡块3.1的圆弧过渡段相吻合；卡盘体1.1的轴线X1与成型模具组件通孔的轴线X2重合。
工作过程：以加工坯料无缝钢管为例，调整设备结构，以达到加工要求。待加工圆筒形件坯料6尺寸为：内径
两端壁厚较厚区域其壁厚为5mm，外径为47.1mm；中间壁厚较薄区域其壁厚为1mm，外径为39.1mm。成型模具组件3卡块3.1中心圆孔直径为39.1mm。
将圆筒形件坯料6安装于成型模具的卡块3.1内，管坯的两端壁厚较厚区域外露，卡盘体1.1安装有三个卡爪1.5，调整卡爪1.5端面与管坯端面相抵触，通过油缸5.2设定推压速度为0.1mm/s。
传动组件5运行，油缸5.2推动卡盘体1.1，卡盘体1.1在滑轨4上轴向横移，通过齿轮轴1.3两端小锥齿轮1.3.1与大锥齿轮1.2、直齿轮1.3.2与外部齿条2之间的啮合关系以及大锥齿轮1.2背部螺旋槽与卡爪1.5的啮合关系，卡盘体1.1轴向横移带动齿轮轴1.3旋转，齿轮轴1.3一端小锥齿轮1.3.1带动大锥齿轮1.2旋转，大锥齿轮1.2旋转带动卡爪1.5在导槽1.1.5内移动，卡爪1.5在卡盘体1.1的轴向横移下推进圆筒形件坯料6，圆筒形件坯料6在成型模具组件3的挤压作用下其外壁壁厚得以径向收缩，与此同时，三个卡爪1.5在导槽1.1.5内移动，三个卡爪1.5整体表现为径向收缩，卡爪1.5的端面伴随着管坯被加工一端始终与之保持接触，管坯端部完全通过成型模具挤压后，对另一端重复上述操作，即完成加工。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种筒形件推压成型装置，其特征在于：包括凹形工作台(4.3)，所述凹形工作台(4.3)上部设置有滑轨(4)，所述滑轨(4)上滑动连接有卡盘组件(1)，所述凹形工作台(4.3)上表面中部固定设置有外部齿条(2)，所述卡盘组件(1)与所述外部齿条(2)传动连接；所述卡盘组件(1)的一侧设置有成型模具组件(3)，所述成型模具组件(3)与所述凹形工作台(4.3)固定连接；所述卡盘组件(1)的另一侧固定设置有为所述卡盘组件(1)提供动力的传动组件(5)；所述成型模具组件(3)内部可拆卸连接有待加工的圆筒形件坯料(6)。
2.根据权利要求1所述的一种筒形件推压成型装置，其特征在于：所述卡盘组件(1)包括卡盘体(1.1)、大锥齿轮(1.2)、齿轮轴(1.3)、卡盘端盖(1.4)以及若干个卡爪(1.5)；所述卡盘体(1.1)为圆筒形件壳体，所述卡盘体(1.1)外部两侧对称设有滑槽(1.1.1)，所述卡盘体(1.1)底部设有一圆形通孔(1.1.3)，所述卡盘体(1.1)端面中心设有圆柱形通槽(1.1.4)，所述圆柱形通槽(1.1.4)的四周绕轴线X1均匀设有若干个用于安装卡爪(1.5)的导槽(1.1.5)，每相邻两个所述导槽(1.1.5)之间的夹角相同，若干个所述卡爪(1.5)分别滑动安装于所述导槽(1.1.5)内部；所述大锥齿轮(1.2)安装于所述卡盘体(1.1)内，所述大锥齿轮(1.2)的背部设有阿基米德螺旋槽(1.2.1)；每个卡爪(1.5)背部设有与螺旋槽相适配的螺牙(1.5.1)，所述阿基米德螺旋槽(1.2.1)与所述螺牙(1.5.1)滑动连接；所述齿轮轴(1.3)的一端与所述大锥齿轮(1.2)相啮合，所述齿轮轴(1.3)的另一端与所述外部齿条(2)相互啮合。
3.根据权利要求2所述的一种筒形件推压成型装置，其特征在于：所述齿轮轴(1.3)一端为小锥齿轮(1.3.1)，所述齿轮轴(1.3)另一端为直齿轮(1.3.2)，所述齿轮轴(1.3)转动安装在所述卡盘体(1.1)圆形通孔(1.1.3)内，所述齿轮轴(1.3)一端小锥齿轮(1.3.1)置于卡盘体(1.1)内与大锥齿轮(1.2)相啮合，所述齿轮轴(1.3)另一端为直齿轮(1.3.2)置于卡盘体(1.1)外并与所述外部齿条(2)相啮合。
4.根据权利要求2所述的一种筒形件推压成型装置，其特征在于：所述卡盘端盖(1.4)形似一伞状结构，四周设有第一螺纹孔(1.4.1)，所述卡盘端盖(1.4)顶端设有第二螺纹孔(1.4.2)。
5.根据权利要求2所述的一种筒形件推压成型装置，其特征在于：所述成型模具组件(3)包括一对上下可拆卸连接的卡块(3.1)，以及支撑所述卡块(3.1)的支撑座(3.2)，所述卡块(3.1)中间设有圆孔，所述圆孔中心轴线为X2，所述圆孔一端设有一圆弧过渡面。
6.根据权利要求3所述的一种筒形件推压成型装置，其特征在于：支撑所述卡盘体(1.1)的所述滑轨(4)有两条，两条所述滑轨(4)平行放置于凹形工作台(4.3)上表面两侧；两条所述滑轨(4)的外轮廓与所述滑槽(1.1.1)的内轮廓相适配；所述外部齿条(2)固定安装于所述凹形工作台(4.3)中部，所述外部齿条(2)与所述齿轮轴(1.3)一端所述直齿轮(1.3.2)相啮合。
7.根据权利要求2所述的一种筒形件推压成型装置，其特征在于：所述传动组件(5)包括用于安装油缸(5.2)的固定座(5.1)和油缸(5.2)；所述油缸(5.2)活塞杆的一端设有螺纹，所述油缸(5.2)活塞杆的端部与卡盘体(1.1)端盖螺纹连接。
8.根据权利要求5所述的一种筒形件推压成型装置，其特征在于：待加工的所述圆筒形件坯料(6)可拆卸安装于所述成型模具组件(3)的圆孔内，所述卡爪(1.5)的端面与所述圆筒形件坯料(6)的一端相抵触。
9.根据权利要求2所述的一种筒形件推压成型装置，其特征在于：所述卡盘体(1.1)的所述导槽(1.1.5)的长度大于所述卡爪(1.5)的长度。
10.根据权利要求5所述的一种筒形件推压成型装置，其特征在于：所述卡爪(1.5)沿长度方向的表面为弧面，所述卡爪(1.5)的弧面与成型模具组件中卡块(3.1)的圆弧过渡段相吻合；所述卡盘体(1.1)的轴线X1与成型模具组件(3)的通孔的轴线X2重合。
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2023
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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